Ustvarjanje daljinsko vodenega samo uravnoteževalnega robota Arduino: B-robot EVO: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Avtor jjrobotsjjrobotsSledi več avtorja:

O: Obožujemo robote, DIY in smešno znanost. Cilj JJROBOTS je približati odprte robotske projekte ljudem z zagotavljanjem strojne opreme, dobre dokumentacije, gradbenih navodil+kode, informacij o tem, "kako deluje" … Več o jjrobotih »

-------------------------------------------------

UPDATE: tu je nova in izboljšana različica tega robota: B-robot EVO z novimi funkcijami

-------------------------------------------------

Kako deluje?

B-ROBOT EVO je daljinsko vodeni samo uravnotežujoči arduino robot, ustvarjen s 3D natisnjenimi deli. S samo dvema kolesoma lahko B-ROBOT ves čas vzdržuje ravnotežje z uporabo notranjih senzorjev in pogonom motorjev. Robota lahko upravljate tako, da se premika ali vrti, tako da pošiljate ukaze prek pametnega telefona, tabličnega računalnika ali računalnika, medtem ko ohranja ravnotežje.

Ta samo uravnotežujoči se robot 200 -krat na sekundo prebere svoje inercialne senzorje (merilnike pospeška in žiroskope, vgrajene v čip MPU6000). Izračuna svoj odnos (kot glede na obzorje) in ta kot primerja s ciljnim kotom (0 °, če želi ohraniti ravnotežje brez premikanja, ali pozitivnim ali negativnim kotom, če se želi premakniti naprej ali nazaj). Z razliko med ciljnim kotom (recimo 0º) in dejanskim kotom (recimo 3º) upravlja krmilni sistem, da pošlje ustrezne ukaze motorjem, da ohrani ravnotežje. Ukazi motorjem so pospeški. Na primer, če je robot nagnjen naprej (kot robota je 3 °), pošlje ukaz motorjem, naj pospešijo naprej, dokler se ta kot ne zmanjša na nič, da se ohrani ravnotežje.

1. korak: Še malo globlje …

Fizični problem, ki ga reši B-ROBOT, se imenuje obrnjeno nihalo. To je isti mehanizem, ki ga potrebujete za uravnoteženje dežnika nad roko. Vrtilna točka je pod središčem mase predmeta. Več informacij o obrnjenem nihalu tukaj. Matematična rešitev problema ni enostavna, vendar je ni treba razumeti, da bi rešili vprašanje ravnotežja našega robota. Kar moramo vedeti, je, kako naj storimo, da obnovimo ravnotežje robota, da bomo lahko implementirali kontrolni algoritem za rešitev težave.

Nadzorni sistem je zelo uporaben v robotiki (industrijska avtomatizacija). V bistvu gre za kodo, ki kot vhode sprejema informacije od senzorjev in ciljnih ukazov ter posledično ustvarja izhodne signale za pogon robotskih aktuatorjev (motorji v našem primeru) za regulacijo sistema. Uporabljamo PID krmilnik (proporcionalno + izpeljano + integralno). Ta vrsta krmiljenja ima 3 konstante za prilagajanje kP, kD, kI. Iz Wikipedije: "Krmilnik PID izračuna vrednost" napake "kot razliko med izmerjenim [vhodom] in želeno nastavljeno vrednostjo. Krmilnik poskuša zmanjšati napako s prilagajanjem [izhoda]. " Torej povejte PID, kaj naj izmeri ("vhod"), kje želite, da je ta meritev ("nastavljena vrednost",) in spremenljivko, ki jo želite prilagoditi, da se to zgodi ("izhod".)

PID nato prilagodi izhod, tako da vhod izenači z nastavljeno vrednostjo. Na primer, rezervoar za vodo, ki ga želimo napolniti do nivoja, bi bili vhod, nastavljena vrednost in izhod nivo glede na senzor nivoja vode, želeni nivo vode in vodo, ki se črpa v rezervoar. kP je sorazmerni del in je glavni del krmiljenja, ta del je sorazmeren z napako. kD je izpeljani del in se uporablja za izpeljanko napake. Ta del je odvisen od dinamike sistema (odvisno od robota, motorjev z maso, vztrajnosti …). Zadnji, kI se uporablja za integral napake in se uporablja za zmanjšanje stalnih napak, je kot trim na končnem izhodu (pomislite na gumbe za obrezovanje na volanu RC avtomobila, da bo avto popolnoma naravnost, kI odstrani odmik med zahtevano tarčo in dejansko vrednostjo).

Na B-ROBOT-u se krmilni ukaz uporabnika doda izhodu motorja (en motor s pozitivnim znakom, drugi pa z negativnim predznakom). Na primer, če uporabnik pošlje krmilni ukaz 6 za zavijanje v desno (od -10 do 10), moramo levi vrednosti motorja dodati 6 in od desnega motorja odšteti 6. Če se robot ne premika naprej ali nazaj, je rezultat krmilnega ukaza vrtenje robota

2. korak: Kaj pa daljinski upravljalnik?

"loading =" len"